DE1932322C3 - Steam-water separator - Google Patents
Steam-water separatorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Dampf-Wasser-Trenner, insbesondere für die Verwendung bei Dampferzeugern für Kernenergieanlagen, der zwei unmittelbar verbundene und hintereinandergeschaltete Abscheiderstufen aufweist, wobei die erste Abscheiderstufe aus einem senkrechten Zentrifugalabscheider mit einem Außenrohr und einem unten geschlossenen Innenrohr und zwischen den beiden Rohren angeordneten Drallschaufeln besteht, wobei das Außenrohr von einem Mantel konzentrisch umgeben ist. Der zwischen Mantel und Außenrohr gebildete Ringraum dient als Abströmraum für das in der ersten Stufe abgeschiedene Wasser, wobei die zweite Stufe des Abscheiders unmittelbar über der ersten Stufe angeordnet ist.The invention relates to a steam-water separator, in particular for use in steam generators for nuclear power plants, the two directly connected and series-connected separator stages having, wherein the first separator stage consists of a vertical centrifugal separator with an outer tube and an inner tube closed at the bottom and swirl blades arranged between the two tubes consists, wherein the outer tube is concentrically surrounded by a jacket. The one between coat and The annular space formed by the outer tube serves as an outflow space for the water separated in the first stage, wherein the second stage of the separator is arranged immediately above the first stage.
Eine derartige Einrichtung ist bereits bekannt (DE-AS 12 62 288), die den Nachteil aufweist, daß bei grollen Durchflußleistungen Wirbel auftreten, die durch den Dampfstrom wieder mitgerissen werden und damit den Wirkungsgrad verschlechtern. Vor allem liegen diese innerhalb des Gehäuses von Dampferzeugern und sind deshalb relativ klein und nicht sehr leistungsfähig.Such a device is already known (DE-AS 12 62 288), which has the disadvantage that at rumble flow rates vortices occur, which are carried away again by the steam flow and thus worsen the efficiency. Above all, these are located within the housing of steam generators and are therefore relatively small and not very efficient.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeit aus einem Dampf-Flüssigkeits-Gemisch zu schaffen, die bei einem Minimum an Bauhöhe ein Maximum an Flüssigkeit aus diesem Gemisch abzuscheiden vermag.The invention is therefore based on the object of providing a device for separating liquid to create a vapor-liquid mixture with a minimum of height Able to separate liquid from this mixture.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch bei einem Dampf-Wasser-Trenner gelöst, daß die zweite Stufe als Zyklonabscheider ausgebildet wird, in den das Dampf-FlüsMgkeits-Gemisch aus einem Ringraum eintritt, der durch den Außenmantcl des Zyklonabscheiders und dem nach oben verlängerten Mantel des darunterliegenden Zentrifugalabscheiders gebildet wird. Das im Zvklonabscheider abgeschiedene Wasser wird in dem unten geschlossenen Innenrohr der ersten Stufe gesammelt und über öffnungen in den Raum des Dampferzeugers geführt. Dabei ist der Sammelraum über Verbindungsrohre mit dem äußeren Ringraum ι zwischen dem Außenrohr der erster« Stufe und dem Mantel verbunden.According to the invention, this object is achieved in a steam-water separator in that the second Stage is designed as a cyclone separator into which the steam-liquid mixture enters from an annular space, that through the outer jacket of the cyclone separator and the upwardly extended jacket of the one below Centrifugal separator is formed. The water separated in the cyclone separator is in the The inner tube of the first stage, which is closed at the bottom, is collected and passed through openings into the space of the Steam generator out. The collecting space is connected to the outer annular space via connecting pipes Connected between the outer tube of the first stage and the jacket.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows
ίο Fig. 1 einen Dampferzeuger, in dem erfindungsgemäße Abscheider eingebaut sind,ίο Fig. 1 shows a steam generator in which the invention Separators are built in,
Fig.2 einen Längsschnitt durch einen Abscheider nach der Erfindung,2 shows a longitudinal section through a separator according to the invention,
Fi g. 3 einen Schnitt durch den Abscheider gemäß derFi g. 3 shows a section through the separator according to FIG
Ii Linie 2-2 in F i g. 2 undII line 2-2 in FIG. 2 and
Fig.4 eine besondere Ausführungsform der schräg stehenden Leitplatten.4 shows a special embodiment of the obliquely standing guide plates.
F i g. 1 zeigt einen vertikal angeordneten Dampferzeuger 1, in den von unten durch die öffnung 2 ein z. B.F i g. 1 shows a vertically arranged steam generator 1, into which a z. B.
von einem nicht dargestellten Reaktor aufgeheiztes Medium einströmt. Das Heizmedium fließt durch den Raum 3 in die U-förmig gebogenen, im Raum 4 angeordneten Rohre 5 und strömt durch die Ringkammer 6 und den Auslaß 7 wieder in den Reaktor zurück.medium heated by a reactor, not shown, flows in. The heating medium flows through the Space 3 into the U-shaped bent tubes 5 arranged in space 4 and flows through the annular chamber 6 and outlet 7 back into the reactor.
2> Durch den Anschluß 8, den Ringkanal 9 und die öffnungen 10 fließt dem mit den U-förmigen Rohren 5 versehenen Raum 4 Speisewasser zu, welches im Raum 4 verdampft wird. Der Dampf strömt durch die Öffnungen 11 in die Flüssigkeitsabscheiber 12, die in2> The U-shaped tubes 5 flow through the connection 8, the annular channel 9 and the openings 10 provided room 4 to feed water, which is evaporated in room 4. The steam flows through the Openings 11 in the liquid separators 12 shown in
ίο dem mit "3 bezeichneten Raum des Dampferzeugers 1 untergebracht sind. Der getrocknete Dampf strömt danach durch die Austrittsöffnung 14 in einen nicht dargestellten Dampfverbraucher (Turbine oder dgl.).ίο the room marked "3" in the steam generator 1 are housed. The dried steam then does not flow through the outlet opening 14 into one illustrated steam consumer (turbine or the like.).
Die F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen derThe F i g. 2 shows an embodiment for one of the
Γ) Flüssigkeitsabscheider 12. Das Dampf-Flüssigkeits-Gemisch tritt durch die öffnung 11 in die erste Abscheiderstufe 15, die als Zentrifugalabscheider ausgebildet ist, ein. Zu dieser Stufe 15 gehört der Ringraum 16, in dem schräg stehende Leitplatten 17 angeordnet sind. Das Innenrohr 18 des Ringraumes 16 hat eine kenische Form und bildet gleichzeitig einen Sammelraum 19 für das aus der zweiten Abscheiderstufe 20 abgeschiedene Wasser. In dem Außenrohr 21 des Ringraumes 16 sind die öffnungen 22 vorgesehen, durchΓ) Liquid separator 12. The vapor-liquid mixture passes through the opening 11 into the first separator stage 15, which acts as a centrifugal separator is trained, a. This stage 15 includes the annular space 16 in which inclined guide plates 17 are arranged. The inner tube 18 of the annular space 16 has a Kenical shape and at the same time forms one Collecting space 19 for the water separated from the second separator stage 20. In the outer tube 21 of the Annular space 16, the openings 22 are provided through
4r> die das in der ersten Abscheiderstufe 15 ausgeschiedene Wasser durchtritt. Die Rückführung des Wassers erfolgt in dem weiteren Ringraum 23, der gebildet wird von dem Außenrohr 21 des Ringraumes 16 und dem beide Abscheiderstufen 15 und 20 umgebenden Mantel 24.4 r > through which the water separated in the first separator stage 15 passes. The water is returned in the further annular space 23, which is formed by the outer tube 21 of the annular space 16 and the jacket 24 surrounding the two separator stages 15 and 20.
V) Der Sammelraum 19 ist über die im Querschnitt langgestreckten Verbindungsrohre 25 mit dem äußeren Ringraum 23 verbunden. Das aus beiden Stufen 15 und 20 abgeschiedene Wasser kann somit durch die Öffnung V) The collecting space 19 is connected to the outer annular space 23 via the connecting pipes 25, which are elongated in cross section. The water separated from both stages 15 and 20 can thus pass through the opening
26 in den Raum 13 (Fig. 1) des Dampferzeugers v> austreten.26 into the space 13 (Fig. 1) of the steam generator v> exit.
Das in der ersten Stufe 15 zum Teil schon getrocknete Dampf-Flüssigkeits-Gemisch tritt durch den sich an den Ringraum 16 der ersten Stufe anschließenden RingraumThe vapor-liquid mixture, which has already been partially dried in the first stage 15, passes through the to the Annular space 16 of the first stage adjoining annular space
27 in die zweite Stufe 20 ein. Diese wird gebildet aus w) einem zylindrischen Zyklonabscheider 28, dessen Durchmesser kleiner ist als der Mantel 24. Entsprechend geformte Führungsbleche 29 (Fig.3) leiten das Dampf-Flüssigkeits-Gemisch durch die beiden gegenüberliegenden Eintrittsöffnungen 30 in den Zyklonabh-i scheider. Die nach außen geschleuderte Flüssigkeit fließt nach unten in den Sammelraum 19 ab. Der getrocknete Dampf tritt durch die Öffnungen 31 und Ϊ2 aus und wird dem Dampfverbraucher zugeführt.27 into the second stage 20. This is formed from w) a cylindrical cyclone separator 28, whose The diameter is smaller than the jacket 24. Correspondingly shaped guide plates 29 (Fig. 3) guide this Vapor-liquid mixture through the two opposite inlet openings 30 into the Zyklonabh-i Scheider. The liquid thrown outward flows downward into the collecting space 19. Of the dried steam exits through openings 31 and Ϊ2 and is fed to the steam consumer.
3 43 4
Die Austriltsöffnungen 31 und 32 sind mit nach innen In Fig.4 ist das untere Ende des SammelbehältersThe outlet openings 31 and 32 are facing inwards. In Figure 4 is the lower end of the collecting container
gerichteten Rohrabschnitten 33 und 34 versehen, nochmals dargestellt, das über die Rohre 25 mit demdirected tube sections 33 and 34 provided, shown again, the over the tubes 25 with the
wodurch vermieden wird, daß der ausströmende Dampf RinKks.ial 23 in Verbindung steht. Die im Querschnittwhereby it is avoided that the outflowing steam RinKks.ial 23 is in communication. The in cross section
.-las an den Wänden des Zyklonabscheiders nach unten langt ..eckten Rohre 25 sind schräg gestellt und.-las on the walls of the cyclone separator down long t .. pipes 25 are placed at an angle and
fließende Wasser mitreißt. Zwischen dem Zyklonab- "> erzeugen die Wirbelbewegung des durch den Ringkanalflowing water carries away. Between the Zyklonab- "> generate the vortex movement of the through the annular channel
scheider und dem Sammelraum 19 sind noch schräg 16 strömenden Dampf-Flüssigkeits-Gemisches. Die inseparator and the collecting space 19 are still obliquely 16 flowing vapor-liquid mixture. In the
stehende Schaufeln35 vorgesehen,die das abgeschiede- Fig. 2 dargestellten Leitplatten 17 können bei dieserstanding blades35 are provided, which can separate the guide plates 17 shown in FIG
ne Wasser v/irbelnd in den Sammelraum 19 leiten. Ausführung entfallen.Direct water swirling into the collecting space 19. Execution is omitted.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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